[发明专利]一种考虑经济与频率安全约束的双层随机源网规划方法

权利要求书

1.一种考虑经济与频率安全约束的双层随机源网规划方法，其特征在于：包括建立双层随机规划模型，并在模型中以典型日的方式考虑了多种典型的可再生能源出力模式；所述双层随机规划模型包括目标函数和约束条件；所述目标函数为投资成本与运行成本的总和；所述约束条件包括上层约束和下层约束；

上层约束包括投资容量约束和可再生能源电量渗透率约束，用于约束各类资源的建设容量；

下层约束用于估算运行成本以及约束在每个典型日下发电设备的出力及储能的充放电功率；

同时，双层随机规划模型中增加对季节性储能日间时序耦合约束，以考虑季节性储能的全年运行。

2.根据权利要求1所述的一种考虑经济与频率安全约束的双层随机源网规划方法，其特征在于：所述季节性储能在属于相同典型日的任意两个运行日内，初始能量水平不同，但能量的变化量相同，季节性储能在日内的充放电决策仅由少量典型日确定，而其全年内每日的初始能量水平需要建立典型日间的耦合约束加以确定。

3.根据权利要求1所述的一种考虑经济与频率安全约束的双层随机源网规划方法，其特征在于：所述目标函数为最小化年化投资成本C^INV、运行成本C^OPR以及可再生能源消纳目标惩罚项C^VRE之和

minC^INV+C^OPR+C^VRE(1)

且，

C^VRE＝c^VREP_dificit (4)

其中分别表示火电等传统同步机组g、风电场w、光伏电站pv和储能设备es的单位容量年化投资成本；

分别为对应的投资容量；和分别表示线路l的年化投资成本及线路投建的变量，变量为0-1，等于1时表示线路投建；

N_G、N_W、N_PV、N_ES和分别是待选的传统同步机组的总数、风电场总数、光伏电站总数、储能设备总数以及线路总数；

年运行成本C^OPR由典型日运行成本估算得到；ρ_s是全年中第s个典型日出现的次数，N_S是典型日的数量；

是第g个同步机组在典型日s时刻t的出力，为了避免引入表示机组启停状态及开停机操作的0-1变量，同步机组依据相似的运行特性参数聚合为N_M个类别，SU_m,t,s表示第m类机组的启动容量；

和分别表示储能装置的充电和放电功率；

表示第n个节点的切负荷功率；N_T和N_N分别为典型日内的总时刻数以及系统总节点数；

c^ES、c^D分别为同步机组g单位发电成本、第m类同步机组单位启动容量成本、储能的单位运行成本以及切负荷的单位惩罚成本；

式(3)第1行表示同步机组的燃料成本和启动成本，第2行表示储能的运行成本，第3行表示切负荷惩罚成本；P_dificit表示实际所发可再生能源电量相较于可再生能源电量目标的缺额，c^VRE表示可再生能源电量缺额的单位惩罚成本。

4.根据权利要求1所述的一种考虑经济与频率安全约束的双层随机源网规划方法，其特征在于：所述上层约束条件包括投资容量约束和可再生能源电量渗透率约束，

投资容量约束包括同步机组、风电、光伏、和储能设备的最大投资容量约束如式(5)～(8)；

其中分别表示节点n上待建传统同步机组、风电场、光伏电站、储能设备的最大容量；分别表示节点n上所有的待建同步机组、风电场、光伏电站、储能设备；

为了避免储能同时充放电的情况且不引入表征储能充放电状态的0-1变量，将引入可再生能源电量渗透率约束中，可再生能源电量渗透率约束：

其中和分别为风电场和光伏电站的出力。